一種熒光材料晶體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熒光材料晶體，其化學(xué)組成表示式為：Ca0.942Si2O2N2:Eu0.05,Ho0.004,Na0.004，其具有2θ在約7.6、11.5、17.6、18.4、19.9和23.5處的X射線粉末衍射圖。其具有高色純度及提高的亮度，所述熒光材料通過具有所需波長(zhǎng)范圍的光輻射而受到激發(fā)。
【專利說明】一種熒光材料晶體及其制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及發(fā)光材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種熒光材料晶體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]白光發(fā)光二極管(LED)具有節(jié)能、使用壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保、啟動(dòng)時(shí)間短、結(jié)構(gòu)牢固、體積小等顯著特點(diǎn)，是近年來最具有發(fā)展前景的高新技術(shù)之一。隨著技術(shù)的進(jìn)步，有望取代白熾燈、熒光燈、納燈等成為新一代的照明光源。
[0004]光轉(zhuǎn)換的方法是目前制造白光LED最常用也較為成熟的技術(shù)，最早見于1996年日本日亞化學(xué)公司發(fā)明的第一個(gè)商用白光LED,它是通過結(jié)合InGaN基藍(lán)光LED芯片與YAG: Ce3+黃色熒光粉實(shí)現(xiàn)的。YAG: Ce3+熒光粉是公認(rèn)的發(fā)光效率最高的半導(dǎo)體照明用熒光粉，并且生產(chǎn)成本低、工藝成熟，但是，YAG: Ce3+熒光粉的發(fā)射光譜中缺少紅色波段，顯色性較差，難以滿足低色溫照明的要求，同時(shí)，其熱穩(wěn)定性差，發(fā)光效率隨溫度的增加急劇下降。最近出現(xiàn)的氧氮化物熒光粉則表現(xiàn)出良好的熱學(xué)、化學(xué)穩(wěn)定性以及與LED芯片的匹配性，受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。CaSi2O2N2: Eu2+作為一種新型的黃綠色熒光粉，有望取代YAG:Ce3+。不過，與YAG: Ce3+相比，CaSi2O2N2: Eu2+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度還有待進(jìn)一步提高。
[0005]目前，提高熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的方法主要有以下兩種:一種是通過優(yōu)化熒光粉的制備工藝來實(shí)現(xiàn)，如高溫固相反應(yīng)法制得的Ca — a -SiAIONiYb2+熒光粉重新研磨，然后在1700°C下二次鍛燒24h，使熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度提高了約80% (J.Phys.Chem.B, 2005，9490-9494)。但是，這種方法生產(chǎn)周期長(zhǎng)，能耗大，并且容易導(dǎo)致熒光粉顆粒過度長(zhǎng)大；
另一種是通過離子共摻雜的方法，如通過摻雜Li+、Na+或K+離子使SrZnO2: Eu3+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度得到了提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供了本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的熒光體晶體及其制備方法，該熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度比CaSi2O2N2: Eu2+熒光粉的有顯著提高；該制各方法工藝簡(jiǎn)單，所需生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，具有良好的應(yīng)用前景。
[0007]所述熒光材料的化學(xué)組成表示式為=Caa 942Si2O2N2: Euatl5, Ho0.004, NaQ._，其具有2 Θ在約7.6、11.5、17.6、18.4、19.9和23.5的X射線粉末衍射圖。
[0008]依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種熒光材料晶體的制備方法，包括以下步驟:
(I)按摩爾比將碳酸鈣、二氧化硅、氮化硅、氧化銪、氧化欽和碳酸鈉混合后，研磨、干燥、過篩；再在氮?dú)鈿夥障乱?400~1500°C鍛燒5~IOh;
(2)將上述鍛燒產(chǎn)物進(jìn)行粉碎、洗滌、干燥，即得。
[0009]所述步驟(1)中所述的混合的具體工藝為將碳酸鍶、二氧化硅、氮化硅、氧化銪、氧化欽和碳酸鈉在10~20mL無水乙醇中進(jìn)行混合；所述的研磨為于行星式球磨機(jī)中研磨I~4h，轉(zhuǎn)速為 300 ~350r/min。
[0010]所述步驟(1)中過篩的目數(shù)為150~200目。
[0011]所述步驟(1)中氮?dú)鈿夥罩械獨(dú)鈿饬髁繛?50~300mL/min。
[0012]所述步驟(1)中鍛燒時(shí)的升溫速率為2~30C/min，升至800°C時(shí)保溫0.5~lh。
[0013]所述步驟⑴和(2)中的干燥的具體工藝為干燥溫度60(T80(TC，干燥時(shí)間8~12h。
[0014]所述步驟(2)中的粉碎是在瑪瑙研缽中進(jìn)行粉碎。 [0015]所述步驟(2)中的洗滌為酸洗f2h，然后依次用蒸餾水和無水乙醇洗滌各離心洗3次。
[0016]所述酸洗中酸洗液為體積濃度5~10%的鹽酸溶液。
[0017]本發(fā)明的熒光材料晶體的制備方法，工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，制得的述熒光材料晶體不引入其它雜質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)量高，可廣泛用于發(fā)光材料的制造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的Caa942Si2O2N2: Eu0.05，Ho0._，NaQ._熒光材料晶體(以I表示)與市售CaSi2O2N2: Eu2+ (以2表示)的發(fā)射光譜對(duì)比圖。
[0019]其中，發(fā)射光譜圖是經(jīng)20(T250nm光激發(fā)得到。
[0020]圖2是實(shí)施例1熒光材料晶體的特征X射線粉末衍射圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在粉末X射線衍射(XRD)中，使用Cu Ka I作為X射線管，在室溫下使用粉末X射線衍射裝置 RINT2200/Ultima+(RIGAKU)或 X’ Pert Pro MPD (PANalytical)在 2。至35°的2Θ衍射角范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于所使用的每個(gè)衍射裝置而言，測(cè)量條件如下。
[0022]衍射裝置:RINT2200/Ultima+(RIGAKU)
管電流:40mA，管電壓:40kV，掃描速度:4° /分鐘 衍射裝置:X’ Pert Pro MPD(PANalytical)
管電流:40 mA，管電壓:45kV，掃描速度:40.1° /分鐘
雖然2Θ值一般示出約士 0.2°的誤差，但可能由于測(cè)量條件等引起較大的誤差。
[0023]使用熱重/差熱分析儀TG/SDTA851e(TG/DTA) (Mettler Toledo)或差示掃描量熱儀DSC821e(DSC)，在40ml/分鐘的干燥氮?dú)饬髦幸约?0°C /分鐘的升溫度速度下進(jìn)行熱分析。
[0024]實(shí)施例1:
Ca0 942Si2O2N2: Eua05, Ho0._，Naaw4 突光材料晶體的制備
將碳酸1丐0.0188mol, 二氧化娃0.01mol,氮化娃0.01mol,氧化銪0.0005mol,氧化欽0.00004mol,碳酸鈉0.00004mol與IOmL無水乙醇加于行星式球磨機(jī)中球磨4h,轉(zhuǎn)速為300r/min，混合均勻后將原料于70°C烘箱干燥10h。將得到的配料通過150目的標(biāo)準(zhǔn)篩過篩后放入氧化鋁瓷舟中，置于管式氣氛爐中，在氮?dú)鈿夥障律郎刂?00 V，氮?dú)饬髁繛?00ml/min,升溫速度為2°C /min,在此溫度下保溫30分鐘，再以相同的升溫速度升溫至1500°C，保溫5h;然后，急速冷卻到室溫，在瑪瑞研缽中研磨后將粉體分散到體積濃度為5%的鹽酸溶液中，磁力攪拌2h，再用蒸餾水和無水乙醇各離心洗3次，最后在60°C的烘箱中干燥12h即得。[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的Caa 942Si2O2N2: Eu0.05, Ho0.004，Naa_熒光材料晶體與市售CaSi2O2N2: Eu2+的發(fā)射光譜對(duì)比圖。如圖1所示，圖中I是本發(fā)明實(shí)施例1制備的熒光材料晶體的發(fā)射光譜，2是市售熒光粉的發(fā)射光譜。通過對(duì)比可以看出本發(fā)明實(shí)施例1的熒光材料晶體與CaSi2O2N2: Eu2+熒光粉相比，發(fā)光強(qiáng)度是后者的約2.3倍。
【權(quán)利要求】
1.一種熒光材料晶體，其特征在于其化學(xué)組成表示式為=Caa 942Si2O2N2: Eu0.05) Ho0.004,Naacm，其具有2θ在約7.6、11.5、17.6、18.4、19.9和23.5的X射線粉末衍射圖。
2.一種發(fā)光裝置，包括權(quán)利要求1所述的熒光材料晶體。
【文檔編號(hào)】C09K11/59GK103834390SQ201210479636
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月23日
【發(fā)明者】石勝利 申請(qǐng)人:石勝利